CN114961389B - 一种用于消能减震的钢板阻尼墙 - Google Patents

一种用于消能减震的钢板阻尼墙 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于消能减震的钢板阻尼墙，包括墙体结构柱与墙体结构梁，所述墙体结构柱与墙体结构梁的内侧设置有限位板，所述限位板的内侧分别设置有上钢板与下钢板，所述上钢板与下钢板的表面连接有支撑结构。本发明中，通过在上钢板与下钢板的两侧分别设置三号液压柱以及三号弹簧，可以对上钢板与下钢板的横向移动起到缓冲作用，能够消耗上钢板与下钢板横向移动过程中产生的能量，配合限位板还能保证上钢板与下钢板移动过程中的稳定性；通过在上钢板与下钢板之间设置支撑结构，在震动过程，利用一号液压柱、一号弹簧配合二号液压柱与二号弹簧，可以对上钢板的移动产生缓冲效果，并消耗传递过来的能量，从而能够减小结构震动响应。

Description

一种用于消能减震的钢板阻尼墙
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，特别涉及一种用于消能减震的钢板阻尼墙。
背景技术
我国地震活动具有频度高、强度大、震源浅、分布广的特点，是一个震灾严重的国家。地震灾害对人民生命财产造成了巨大的威胁，如何提高结构的抗震安全性，一直是建筑工程领域关注的重点。近年来，除了传统抗震设计，各类耗能减振装置和新型结构体系日益受到学术和工程界的关注。
钢板阻尼墙能在受力过程中耗能，具有耗能性能优越、强度高、自重轻、延性好的特点。它既可以配合隔震支座或隔震***，作为其中的耗能单元或限位装置使用，又可以单独用于建筑结构中作为耗能装置使用，以提供附加阻尼和刚度，因此成为抗震性能优良的建筑结构形式，在地震中的受损率远低于其它结构形式，呈现出明显的抗震优势。相比于钢筋混凝土剪力墙结构自重大、施工复杂、施工周期长，受到环境因素影响容易发生开裂，造成结构的刚度下降，装配式钢板剪力墙结构自重轻、运输和施工简捷高效、承载力和刚度稳定。
但是现有的结构不能根据地震的随机性做出相应的自我调节，导致结构的灵活性过低，而且在较大地震作用下结构容易产生较大变形且难以修复，很难保证在地震过程中是否还能正常工作，为此，提出一种用于消能减震的钢板阻尼墙。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于消能减震的钢板阻尼墙，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于消能减震的钢板阻尼墙，包括墙体结构柱与墙体结构梁，所述墙体结构柱与墙体结构梁的内侧设置有限位板，所述限位板的内侧分别设置有上钢板与下钢板，所述上钢板与下钢板的表面连接有支撑结构，所述支撑结构包括一号液压柱、上连接板、下连接板以及二号液压柱。
优选的，所述上连接板与下连接板分别固定安装在一号液压柱的上端与下端，并在一号液压柱的表面套接有一号弹簧，利用一号弹簧可以增强一号液压柱的缓冲效果，且一号弹簧的一端与下连接板连接。
优选的，所述上连接板与下连接板的两端均开设有连接槽，并在连接槽内设置有转杆，所述二号液压柱的一端卡嵌在连接槽内，且通过转杆与上连接板以及下连接板连接，并沿转杆的表面转动。
优选的，所述二号液压柱的表面套接有二号弹簧，且在二号液压柱的表面靠近二号弹簧的末端设置有限位环，利用限位环可以对二号弹簧起到固定作用，所述限位环与二号液压柱通过焊接固定，且二号弹簧的一端与限位环连接。
优选的，所述上钢板以及下钢板的上端与下端拐角处均通过焊接方式固定有连接架，利用连接架不仅方便安装滚轮，还方便连接二号液压柱，并在连接架的内侧连接有转轴，所述二号液压柱的一端延伸至连接架的内侧，并与转轴连接，且沿转轴的表面转动。
优选的，靠近所述限位板位置的连接架的内侧连接有滚轮，通过滚轮可以减小上钢板与下钢板沿墙体结构梁移动时的摩擦力，且滚轮沿转轴的表面转动，所述滚轮的圆周端面与墙体结构梁的表面贴合，并沿墙体结构梁的表面滚动。
优选的，所述上钢板与下钢板的表面均与限位板的内壁贴合，利用限位板可以对上钢板以及小钢板起到限制作用，防止上钢板与下钢板从墙体结构柱以及墙体结构梁内侧脱离，且在上钢板与下钢板的内侧均设置有隔音填充层。
优选的，所述墙体结构柱的表面靠近上钢板与下钢板的两侧均设置有三号液压柱，且三号液压柱与墙体结构柱固定连接，并在三号液压柱的顶端连接有顶板，所述顶板为圆盘状结构，并与上钢板以及下钢板的表面贴合，所述三号液压柱的表面套接有三号弹簧，且顶板的一端与顶板连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中，通过在上钢板与下钢板的两侧分别设置三号液压柱以及三号弹簧，通过作用力与反作用力的原理，可以对上钢板与下钢板的横向移动起到缓冲作用，能够消耗上钢板与下钢板横向移动过程中产生的能量，配合限位板还能保证上钢板与下钢板在移动过程中的稳定性。
(2)本发明中，通过在上钢板与下钢板之间设置支撑结构，在震动过程，利用一号液压柱、一号弹簧配合二号液压柱与二号弹簧，同样通过作用力与反作用力的原理，可以对上钢板的移动产生缓冲效果，并消耗传递过来的能量，从而能够减小结构震动响应，保证墙体的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明一种用于消能减震的钢板阻尼墙的整体结构示意图；
图2为本发明一种用于消能减震的钢板阻尼墙的正面剖视图；
图3为本发明一种用于消能减震的钢板阻尼墙的侧面剖视图；
图4为本发明一种用于消能减震的钢板阻尼墙中墙体结构柱与墙体结构梁的结构示意图；
图5为本发明一种用于消能减震的钢板阻尼墙中上钢板的结构示意图；
图6为本发明一种用于消能减震的钢板阻尼墙中支撑结构的结构示意图；
图7为本发明一种用于消能减震的钢板阻尼墙中三号液压柱与顶板以及三号弹簧的连接示意图。
图中：1、墙体结构柱；2、墙体结构梁；3、限位板；4、上钢板；5、下钢板；6、隔音填充层；7、连接架；8、转轴；9、滚轮；10、支撑结构；101、一号液压柱；102、一号弹簧；103、上连接板；104、下连接板；105、二号液压柱；106、二号弹簧；107、限位环；11、三号液压柱；12、顶板；13、三号弹簧。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
如图1-7所示，一种用于消能减震的钢板阻尼墙，包括墙体结构柱1与墙体结构梁2，墙体结构柱1与墙体结构梁2的内侧设置有限位板3，利用限位板3可以对上钢板4与下钢板5起到稳定作用，可以防止上钢板4与下钢板5从墙体结构柱1与墙体结构梁2表面脱离，限位板3的内侧分别设置有上钢板4与下钢板5，上钢板4与下钢板5的表面均与限位板3的内壁贴合，防止上钢板4与下钢板5在限位板3内侧产生晃动而影响上钢板4与下钢板5的稳定性，且在上钢板4与下钢板5的内侧均设置有隔音填充层6，通过隔音填充层6，可以提高墙体的隔音效果。
上钢板4以及下钢板5的上端与下端拐角处均通过焊接方式固定有连接架7，通过焊接方式固定可以加强连接架7与上钢板4以及下钢板5之间的连接强度，保证连接架7的稳定性，并在连接架7的内侧连接有转轴8，利用转轴8不仅方便连接二号液压柱105，还有利于滚轮9转动，靠近限位板3位置的连接架7的内侧连接有滚轮9，通过滚轮9可以减小上钢板4与下钢板5在限位板3内侧移动时的摩擦力，有利于上钢板4以及下钢板5的移动，且滚轮9沿转轴8的表面转动，滚轮9的圆周端面与墙体结构梁2的表面贴合，并沿墙体结构梁2的表面滚动。
墙体结构柱1的表面靠近上钢板4与下钢板5的两侧均设置有三号液压柱11，通过三号液压柱11可以对上钢板4以及下钢板5起到定位作用，同时在上钢板4与下钢板5移动时产生缓冲效果，能够起到消能作用，且三号液压柱11与墙体结构柱1固定连接，可以保证三号液压柱11的稳定性，并在三号液压柱11的顶端连接有顶板12，通过顶板12能够增加上钢板4与钢板之间的接触面积，避免受力过于集中而导致上钢板4与下钢板5变形，顶板12为圆盘状结构，并与上钢板4以及下钢板5的表面贴合，三号液压柱11的表面套接有三号弹簧13，利用三号弹簧13可以进一步提高缓冲、消能效果，且顶板12的一端与顶板12连接。
上钢板4与下钢板5的表面连接有支撑结构10，通过支撑结构10能够对上钢板4与下钢板5起到连接以及支撑作用，支撑结构10包括一号液压柱101、上连接板103、下连接板104以及二号液压柱105，上连接板103与下连接板104分别固定安装在一号液压柱101的上端与下端，通过固定方式连接可以保证上连接板103与下连接板104的稳定性，而且利用一号液压柱101可以在上钢板4与下钢板5在上下移动过程中对其起到缓冲作用，从而能够消耗墙体在震动过程的能量，可以防止上钢板4与下钢板5形变过大，并在一号液压柱101的表面套接有一号弹簧102，通过一号弹簧102可以增加一号液压柱101的缓冲效果，且一号弹簧102的一端与下连接板104连接。
上连接板103与下连接板104的两端均开设有连接槽，利用连接槽方便让二号液压柱105与上连接板103与下连接板104连接，并在连接槽内设置有转杆，通过转杆方便二号液压柱105沿上连接板103与下连接板104内侧转动，有利于让二号液压柱105调整角度，从而可以提升缓冲减震效果，二号液压柱105的一端卡嵌在连接槽内，且通过转杆与上连接板103以及下连接板104连接，并沿转杆的表面转动，二号液压柱105的表面套接有二号弹簧106，配合二号弹簧106，可以增强二号液压柱105的消能效果，且在二号液压柱105的表面靠近二号弹簧106的末端设置有限位环107，利用限位环107可以对二号弹簧106的位置起到限制作用，限位环107与二号液压柱105通过焊接固定，利用焊接方式固定，可以加强限位环107与二号液压柱105的连接强度，保证限位环107的稳定性，且二号弹簧106的一端与限位环107连接，二号液压柱105的一端延伸至连接架7的内侧，并与转轴8连接，且沿转轴8的表面转动。
需要说明的是，本发明为一种用于消能减震的钢板阻尼墙，其工作原理为：通过上钢板4与下钢板5以及隔音填充层6组成钢板墙体，不仅可以提供足够的刚度，而且还能消除钢板隔音效果差的缺陷，提升墙体的隔音效果；另外当建筑结构受到风、地震等荷载作用，发生震动时，上钢板4与下钢板5会通过滚轮9沿限位板3的内侧横向移动，并挤压三号液压柱11以及三号弹簧13，同步将上钢板4与下钢板5在移动过车中产生的能量传递至三号液压柱11以及三号弹簧13，通过作用力与反作用力的原理，使得上钢板4与下钢板5具有反向移动的趋势，不仅对上钢板4与下钢板5的横向移动起到缓冲作用，还消耗了上钢板4与下钢板5横向移动过程中产生的能量；在上钢板4与下钢板5横向移动的同时，上钢板4还会沿限位板3向下移动，在上钢板4向下移动的过程中会压缩第二液压柱与二号弹簧106，同步带动上连接板103继续压缩一号液压柱101与一号弹簧102，同步将上钢板4移动过程中产生的能量传递至二号液压柱105与二号弹簧106以及一号液压柱101与一号弹簧102，在上钢板4移动过程中，同样通过作用力与反作用力的原理，对上钢板4的移动产生缓冲效果，并消耗传递过来的能量，从而减小结构震动响应，让结构可以在震中随机性做出相应的自我调节，提高结构的灵活性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于消能减震的钢板阻尼墙，包括墙体结构柱（1）与墙体结构梁（2），其特征在于：所述墙体结构柱（1）与墙体结构梁（2）的内侧设置有限位板（3），所述限位板（3）的内侧分别设置有上钢板（4）与下钢板（5），所述上钢板（4）与下钢板（5）的表面连接有支撑结构（10），所述支撑结构（10）包括一号液压柱（101）、上连接板（103）、下连接板（104）以及二号液压柱（105）；
所述上连接板（103）与下连接板（104）分别固定安装在一号液压柱（101）的上端与下端，并在一号液压柱（101）的表面套接有一号弹簧（102），且一号弹簧（102）的一端与下连接板（104）连接；
所述上连接板（103）与下连接板（104）的两端均开设有连接槽，并在连接槽内设置有转杆，所述二号液压柱（105）的一端卡嵌在连接槽内，且通过转杆与上连接板（103）以及下连接板（104）连接，并沿转杆的表面转动；
所述上钢板（4）以及下钢板（5）的上端与下端拐角处均通过焊接方式固定有连接架（7），并在连接架（7）的内侧连接有转轴（8），所述二号液压柱（105）的一端延伸至连接架（7）的内侧，并与转轴（8）连接，且沿转轴（8）的表面转动；
靠近所述限位板（3）位置的连接架（7）的内侧连接有滚轮（9），且滚轮（9）沿转轴（8）的表面转动，所述滚轮（9）的圆周端面与墙体结构梁（2）的表面贴合，并沿墙体结构梁（2）的表面滚动。
2.根据权利要求1所述的一种用于消能减震的钢板阻尼墙，其特征在于：所述二号液压柱（105）的表面套接有二号弹簧（106），且在二号液压柱（105）的表面靠近二号弹簧（106）的末端设置有限位环（107），所述限位环（107）与二号液压柱（105）通过焊接固定，且二号弹簧（106）的一端与限位环（107）连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于消能减震的钢板阻尼墙，其特征在于：所述上钢板（4）与下钢板（5）的表面均与限位板（3）的内壁贴合，且在上钢板（4）与下钢板（5）的内侧均设置有隔音填充层（6）。
4.根据权利要求1所述的一种用于消能减震的钢板阻尼墙，其特征在于：所述墙体结构柱（1）的表面靠近上钢板（4）与下钢板（5）的两侧均设置有三号液压柱（11），且三号液压柱（11）与墙体结构柱（1）固定连接，并在三号液压柱（11）的顶端连接有顶板（12），所述顶板（12）为圆盘状结构，并与上钢板（4）以及下钢板（5）的表面贴合，所述三号液压柱（11）的表面套接有三号弹簧（13），且顶板（12）的一端与顶板（12）连接。
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